дистрактор

Формула изобретения

Дистрактор, содержащий корпус, расположенный в эластичном кожухе, фиксаторы позвоночника, установленный в корпусе ходовой винт, ходовую гайку и управляющую собачку, отличающийся тем, что он снабжен червяком, парой двойных разнонаправленных храповых колес и стопорными собачками, ходовая гайка выполнена в виде червячного колеса, с которым связан червяк, на концах последнего установлена пара двойных разнонаправленных храповых колес, причем в которых высота зубьев первого храпового колеса меньше высоты зубьев второго колеса, одно из храповых колес закреплено на червяке жестко, а второе с пружинным шариковым фиксатором, фиксирующим шаговое совпадение колес, стопорные собачки установлены с возможностью фиксации вторых колес, управляющая собачка установлена с возможностью поворота обоих храповых колес.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для хирургической коррекции искривлений позвоночника.

Известны имплантируемые устройства, принцип работы которых основан на потенциальной энергии сжатых пружин (Балчев Г. "Ортопедия и травматология" (София) 1967 и.и. 185-197; BRALECKAS Char Nazzadrychu, 1957 г., 22, 277-280; 1957 г., 22, 264-265).

Однако эти устройства не обеспечивают в послеоперационном периоде управляемую извне дозированную коррекцию сколиоза, а значит уменьшается эффективность лечения искривления позвоночника. Известна конструкция, при использовании которой динамическая коррекция сколиоза достигается многократными повторными послеоперационными вмешательствами в области узлов крепления, направленными на изменение положения позвоночника при помощи дополнительных внешних устройств ("Ортопедия, травматология и протезирование", 1989 г., 9, с.46 и 47). Это усложняет технику коррекции позвоночника и увеличивает травматизацию паравертебральных тканей за счет повторных операций. Известны также динамические устройства, принцип работы которых основан на выдвижении храпового стержня из корпуса за счет физиологического роста позвоночника или коррегирующих управлений: весы, вытяжение в постели и т.п. (В.Д. Чаклин, Е.А. Абальмасова. Сколиозы и кифозы. - М.: Медицина, с.140-142).

Однако при длительном использовании вытяжения оно непременно отрицательно скажется на стабильности дискосвязочных структур выше и нижележащих сегментов позвоночника, не входящих в дугу искривления. Кроме того, исключается возможность контроля величины дистракции сколиотической деформации.

Принцип работы дистрактора позвоночника основан на использовании роликов для заклинивания конца стержня в корпусе крюка при различных амплитудах ротации позвоночного столба. В результате позвонки, к которым крепятся опорные крючки, испытывают при ротации не только осевые, но и тангенциальные усилия, которые могут привести к нарушению целостности костной структуры. Кроме того, имеет место выход резьбовой части стержня за пределы верхнего опорного крючка, что не исключает дополнительную травматизацию паравертебральных тканей. Отсутствие герметичности храповой части стержня может привести к прорастанию ее рубцевой тканью и снижению работоспособности дистрактора.

Известно устройство, содержащее оснащенный кожухом корпус, фиксаторы позвоночника и установленный в корпусе дистракционный винт, кинематически соединенный с механизмом управления, выполненным в виде храповых колес со стопорными элементами и приводными собачками, а также пружину сжатия для разгрузки механизма управления (см. патент СССР 1602502, кл. А 61 В 17/60, 1988 г.).

Это устройство позволяет проводить коррекцию сколиоза в послеоперационном периоде на предельно допустимых режимах, что сокращает сроки лечения благодаря наличию в нем двух дистракторов - рабочего и дистрактора, позволяющего уменьшить дистракцию при переходе предела и появлении неприятных болевых ощущений. Однако основным недостатком данного устройства является то, что на определенном этапе дистракции в послеоперационном периоде необходимо применять значительные усилия для управления приводом ходового винта. Это обусловлено тем, что в устройстве осевая разгрузка исполнительного механизма с помощью сжатой пружины обеспечивается лишь в начальный период коррекции позвоночника. По мере выдвижения ходового винта усилие пружины и эффективность силовой разгрузки исполнительного механизма и механизма управления существенно снижаются.

Известен также дистрактор, содержащий уплотнительные элементы и пары качения, также позволяющие герметизировать корпус, уменьшить управляющие усилия и повысить продольную устойчивость (см.патент России 2036619, кл. А 61 В 17/60, 1991 г.). Это устройство как имеющее наибольшее количество общих признаков с предлагаемым устройством принято за прототип, содержащий корпус, расположенный в эластичном кожухе, фиксаторы (опорные крючки) позвоночника и установленный в корпусе ходовой винт, кинематически соединенный с механизмом управления, выполненным в виде привода осевого перемещения ходового винта, храпового колеса со стопорным элементом (стопорной собачкой) и рычагом управления (управляющей собачкой), при этом ходовой винт установлен в антифрикционной втулке, уплотнительные элементы расположены в верхней части корпуса и у ходового винта.

Однако в указанном устройстве оказалось конструктивно невозможным (из-за возрастания габаритов) использование второго дистрактора, позволяющего при необходимости перехода допустимого предела уменьшить дистракцию и убрать нежелательные симптомы. Это привело к необходимости удлинить срок лечения, работая на большом удалении от среднего допустимого предела на режиме 0,25-0,5 мм в сутки, тогда как предельно допустимый режим индивидуально может допускать 1-5 мм в сутки в зависимости от наследственных факторов состояния всего организма на сегодняшний день от погоды, времени суток и даже от взаимоположения планет, что удлиняет сроки лечения.

Кроме того, как показала эксплуатация устройства, использование уплотнительных элементов не позволяет полностью исключить проникновение рубцовых тканей, что часто практически сводит на нет использование пар качения, т.е. по мере прорастания рубцовой ткани усилия многократно возрастают за счет торможения. Причем если при использовании пар скольжения незначительное попадание рубцовой ткани в механизм устройства незначительно повышает усилия управления, то при использовании пар качения отрицательный эффект даже небольшого проникновения рубцовой ткани оказывается настолько значительным, что приводит к необходимости оперативного удаления устройства. Полной герметизации от проникновения в механизм рубцовой ткани добиться практически невозможно. Следовательно, использование пар качения в устройстве оказывается неоправданным и использование патента 2036619 не дает достаточного эффекта по причинам, указанным выше, т.е. в прототипе не достигается технический результат, выраженный в повышении эффективности хирургического лечения и уменьшении травматичности управляемой коррекции сколиоза, герметизации при одновременном сокращении сроков лечения за счет возможности работы на предельно допустимых режимах, обусловленных управляемым уменьшением достигнутой дистракции, уменьшением управляющих усилий, что уменьшает вероятность поломки самого устройства и травматичность.

Указанный технический результат достигается тем, что дистрактор содержит корпус, расположенный в эластичном кожухе, фиксаторы позвоночника, установленный в корпусе ходовой винт, ходовую гайку и управляющую собачку, а также снабжен червяком, парой двойных разнонаправленных храповых колес и стопорными собачками. Ходовая гайка выполнена в виде червячного колеса, с которым связан червяк. На концах червяка установлена пара двойных разнонаправленных храповых колес, в которых высота зубьев первого храпового колеса меньше высоты зубьев второго колеса, одно из храповых колес закреплено на червяке жестко, а второе - с пружинным шариковым фиксатором, фиксирующим шаговое совпадение колес. Стопорные собачки установлены с возможностью фиксации вторых колес. Управляющая собачка установлена с возможностью поворота обоих храповых колес.

Суть изобретения раскрывается чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства с необходимыми разрезами: на фиг.2 изображен вид по А фиг.1 с необходимыми разрезами, а на фиг.3 изображен разрез по В-В фиг.1. Дистрактор состоит из корпуса, состоящего из двух соединенных частей - верхней 1 и нижней 2, на резьбовом конце 3 нижней части корпуса 2 закреплен фиксатор (опорный крючок) 4 для закрепления на позвонках нижнего конца дуги искривления. Крепление верхнего конца дуги искривления осуществляется посредством фиксатора (опорного крючка) 4, установленного на резьбовом конце участка 5 выдвижного стержня 6, выполненного за одно целое с ходовым винтом 7, расположенным внутри жестко соединенных частей 1, 2 корпуса, помещенного с целью исключения проникновения рубцовой ткани в эластичный силиконовый кожух 8, выполненный в виде цилиндра из силиконовой резины, закрепленной на опорах 9 с помощью капроновой нити 10. На ходовом винте 7 установлена ходовая гайка 11, выполненная за одно целое с червячным колесом 12. С целью уменьшения трения поверхность корпуса 1, 2 покрыта полимерными вставками 13. С червяным колесом 12 сцеплен червяк 14, на концах которого установлены пара двойных разнонаправленных храповых колес 15, 16 и 24, 25. Храповое колесо 15 жестко соединено с червяком 14. Рядом с храповым колесом 15 с возможностью угловой шаговой фиксации установлено храповое колесо 16 с храповыми зубьями того же шага, что и зубья на храповом колесе 15 того же диаметра основание зуба, но с высотой зуба выше, чем зубья колеса 15, чтобы исключить любое взаимодействие между храповым колесом 15 и управляющей собачкой 17 при нормальном (не нажатом) положении последней. При нейтральном положении управляющей собачки 17 червяк 14 удерживается от поворота лишь пружинным фиксатором и кинематикой привода ходового винта. Храповое колесо 16 зафиксировано от продольных смещений стопорным кольцом 18, а от угловых - пружинным шариковым фиксатором, состоящим из шарика 19, поджимаемого пружиной 20 к конической выборке 21, располагаемой в начале каждого храпового зуба колеса 16. Управляемый рабочий поворот колеса совершается путем нажатия на управляющую собачку 17, поворачивающую одновременно храповое колесо 15 и храповое колесо 16. При возврате управляющей собачки 17 храповое колесо 16 фиксируется стопорной собачкой 22 и пружинным шариковым фиксатором 19, 20 фиксируют шаговое совпадение храповых колес 15, 16.

При опускании управляющей собачки 17 рабочего хода можно нажать стопорную собачку 23 двойного храпового колеса 24, 25, выполненного аналогично описанному двойному храповому колесу 15, 16, но поворачивающему червяк 14 в обратном направлении. Т.е. если при нажатии на собачку 17 происходило выдвижение стержня 6 за счет поворота двойного храпового колеса 15, 16 и связанного с ними червяка 14 против часовой стрелки (см. фиг.2), а ходовая гайка 11, выполненная за одно целое с червячным колесом 12, сцепленным с червяком 14, также поворачивается против часовой стрелки (см. фиг.3), то при нажатии на стопорную собачку 23 происходит втягивание стержня 6 за счет поворота двойного храпового колеса 24, 25 и связанного с ними червяка 14 по часовой стрелке (см. фиг.2). Ходовая гайка 11, выполненная за одно целое с червячным колесом 12, сцепленным с червяком 14, также поворачивается по часовой стрелке (см.фиг.3). При этом храповое колесо 24, как и храповое колесо 15, жестко установлено на другом конце червяка 14, а рядом с ним с возможностью угловой и шаговой фиксации установлено храповое колесо 25. Управляемый поворот осуществляется при нажатии на стопорную собачку 23 двойного храпового колеса 24, 25, поворачивающей одновременно храповое колесо 24 и храповое колесо 25. При возврате стопорной собачки 23 храповое колесо 25 фиксируется стопорной собачкой 22, и пружинным шариковым фиксатором 19, 20 фиксируют шаговое совпадение храповых колес 24, 25. При этом разнонаправленные двойные храповые колеса 15, 16 и 24, 25 не препятствуют работе друг друга, хотя увеличивают усилия нажатия на управляющую собачку 17 и стопорную собачку 22 пружинные шариковые фиксаторы 19, 20, но увеличение редукции за счет введения червячной пары позволяет этим пренебречь. Чтобы ходовой винт не поворачивался, он по всей длине снабжен шлицевым пазом 26, в котором размещена шпонка 27.

С целью исключения проникновения рубцовой ткани внутрь дистрактора в верхней части корпуса 1 предусмотрен уплотненный элемент, выполненный в виде цилиндрических канавок 28, наполняемых медицинским воском.

Устройство используется следующим образом. До начала операции в условиях асептики проводится подготовка дистрактора к работе. Для этого уплотнительные канавки 28 заполняются разогретым медицинским воском. Подбирается необходимая длина выдвижного стержня 6 с учетом дуги искривления позвоночника. Механизм управления размещается в эластичном силиконовом кожухе 8. После чего под эндотрахиальным наркозом в положении больного на животе осуществляется хирургический доступ к задним отделам позвоночника. На граничные позвонки с вогнутой стороны сколиотической деформации устанавливают фиксаторы (опорные крючки) 4. Производят мобилизацию позвоночника одним из известных способов. Выполняют имплантацию дистрактора и одномоментную возможную коррекцию сколиоза за счет осевого перемещения фиксаторов (опорных крючков) 4 на резьбовых участках 3 и 5.

В послеоперационном периоде устанавливаемая извне коррекция позвоночника осуществляется посредством многократного периодического нажатия на управляющую собачку 17 через мягкие ткани. При этом обеспечивается облегченный поворот червяка 14, поворачивающий червячное колесо 12 с ходовой гайкой 11, и стержень выдвигается с верхним фиксатором (опорным крючком) 4. Режим дистракции искривленного участка позвоночника устанавливается индивидуально и может проводиться на предельно доступных режимах 1-5 мм в сутки, поскольку в случае перехода допустимого предела можно тут же вернуться и уменьшить дистракцию до допустимого предела путем периодических нажатий через мягкие ткани на стопорную собачку 23, при котором произойдет втягивание выдвижного стержня 6.

Предложенный дистрактор может быть изготовлен на заводе общего машиностроения с использованием титана марки ВТ-20, ВТ-15, ВТ-1, высокомолекулярного полиэтилена, силиконовой резины как материалов, интактных по отношению к организму, которые могут находиться в его среде достаточно долго, не вызывая вредных проявлений.

Таким образом, за счет высокой редукции, определяемой введением червячной пары, можно корректировать сколиотическую деформацию путем легкой пальпации. Отсутствие шариковых пар позволяет в меньшей степени заботиться о проникновении внутрь механизма рубцовой ткани, поскольку проникновение рубцовой ткани в небольших количествах на пары скольжения практически не оказывает влияния. А возможность работать на предельно допустимых режимах за счет возможности возврата в исходное состояние позволяет сократить сроки лечения.

Дистрактор может быть использован не только на позвоночнике, но и в других ортопедических инструментах.